Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. С. 49-59

Применение РСА космического базирования в режиме однопроходного переднебокового обзора для томографического исследования Земли

М.И. Бабокин 1 , П.Е. Шимкин 2 
1 АО «АЭРОКОН», Жуковский, Московская обл., Россия
2 Национальный исследовательский университет "МЭИ", Москва, Россия
Одобрена к печати: 21.03.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-2-49-59
Рассмотрены особенности построения и основные характеристики томографического комплекса на базе однопозиционного космического радиолокатора с синтезированной апертурой антенны (РСА), работающего в режиме переднебокового наблюдения Земли за один проход. Определены условия функционирования и требования к информационному обеспечению системы многоканальной обработки сигналов. Проверена работоспособность предложенного подхода по реальным сигналам двух диапазонов длин волн, полученных в ходе экспериментальных полётов. Рассматриваемый в работе томографический РСА (ТРСА) позволяет производить оперативную четырёхмерную оценку за один проход носителя без необходимости во второй приёмной антенне. Описывается алгоритмическая реализация многомерной обработки парных сигналов, проверка и отладка которой осуществлены по реальным радиоголограммам. Особенностью при таком построении ТРСА становится возможность использования одного увеличенного интервала синтезирования с разбиением на подынтервалы для организации пространственного разнесения многопарных приёмных апертур с целью осуществления многомерных разностно-фазовых радиолокационных измерений. Продемонстрирована возможность использования предлагаемой схемы построения томографического комплекса с РСА при решении задач получения дополнительной информации о состоянии поверхности Земли. Приведены первые экспериментальные результаты по отображению слоистых неоднородностей подстилающей поверхности путём применения многомерной разностно-фазовой обработки парных сигналов с помощью однопроходного РСА, работающего в режиме переднебокового обзора.
Ключевые слова: радиолокатор с синтезированной апертурой антенны (РСА), томографический РСА, многомерная обработка сигналов, сложная земная поверхность, результаты эксперимента
Полный текст

Список литературы:

  1. Бабокин М. И. Авиационные и космические комплексы дистанционного зондирования Земли с интерферометрической обработкой многомерных сигналов: дис. … д-ра техн. наук. М., 2010. 336 с.
  2. Бабокин М. И., Ефимов А. В., Карпов О. А., Титов М. П. Однопроходный интерферометр при переднебоковом обзоре // Радиотехника. 2014. № 7. С. 16–20.
  3. Бабокин М. И., Ефимов А. В., Зайцев С. Э., Карпов О. А., Савосин Г. В., Титов М. П., ТолстовЕ. Ф., Турук В. Э., Цветков О. Е. Космический аппарат «Кондор-Э» с РСА и его возможности // Исслед. Земли из космоса. 2017. № 3. С. 85–95. DOI: 10.7868/S0205961417030010.
  4. Баскаков А. И., Жутяева Т. С., Лукашенко Ю. И. Локационные методы исследования объектов и сред: учеб. для студентов высш. проф. образования / под ред. А. И. Баскакова. М.: Изд. центр «Академия». 2011. 384 с.
  5. Верба В. С., Неронский Л. Б., Осипов И. Г., Турук В. Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / под общ. ред. Вербы В. С. М.: Радиотехника, 2010. 680 с.
  6. Волосюк В. К., Кравченко В. Ф. Статистическая теория радиотехнических систем дистанционного зондирования и радиолокации / под ред. В. Ф. Кравченко. М.: Физматлит, 2008. 704 с.
  7. Захаров А. И. Методы дистанционного зондирования Земли радарами с синтезируемой апертурой: дис. … д-ра физ.-мат. наук. М., 2012. 370 с.
  8. Козлов А. И., Логвин А. И., Сарычев В. А. Поляризация радиоволн. Кн. 2. Радиолокационная поляриметрия. М.: Радиотехника, 2007. 520 с.
  9. Кондратенков Г. С., Фролов А. Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли: учеб. пособие для вузов / под. ред. Г. С. Кондратенкова. М.: Радиотехника, 2005. 368 с.
  10. Шимкин П. Е. Однопроходный бортовой интерферометрический радиолокатор с синтезированной апертурой антенны переднебокового обзора для оценки рельефа подстилающей поверхности: дис. … канд. техн. наук. М., 2018. 140 с.
  11. Шимкин П. Е., Бабокин М. И., Баскаков А. И. Исследование точности однопроходного переднебокового РСА интерферометра при измерении рельефа поверхности Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. C. 103–112. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-103-112.
  12. Школьный Л. А., Толстов Е. Ф., Детков А. Н. Радиолокационные системы воздушной разведки, дешифрирование радиолокационных изображений: учеб. для курсантов ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского / под ред. Л. А. Школьного. М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского. 2008. 531 с.
  13. Fornaro G., Pascazio V. SAR interferometry and Tomography: Theory and Applications // Academic Press Library in Signal Processing. 2014. V. 2. P. 1043–1117. DOI: 10.1016/B978-0-12-396500-4.00020-X.
  14. Fornaro G., Lombardini F., Serafino F. Three-dimensional multipass SAR focusing: experiments with long-term spaceborne data // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2005. V. 43. No. 4. P. 702–714. DOI: 10.1109/TGRS.2005.843567.
  15. Ka M.-H., Shimkin P. E., Baskakov A. I., Babokin M. I. A New Single-Pass SAR Interferometry Technique with a Single-Antenna for Terrain Height Measurements // Remote Sensing. 2019. V. 11. No. 9. Art. No. 1070. DOI: 10.3390/rs11091070.
  16. Khoshnevis S. A., Ghorshi S. A tutorial on tomographic synthetic aperture radar methods // SN Applied Sciences. 2020. V. 2. Art. No. 1504. DOI: 10.1007/s42452-020-03298-6.
  17. Mariotti M., Tebaldini S. Digital Terrain Model Retrieval in Tropical Forests Through P-Band SAR Tomography // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2019. V. 57. No. 9. P. 6774–6781. DOI: 10.1109/TGRS.2019.2908517.
  18. Moreira A., Prats-Iraola P., Younis M., Krieger G., Hajnsek I., Papathanassiou K. P. A tutorial on synthetic aperture radar // IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine. 2013. V. 1. No. 1. P. 6–43. DOI: 10.1109/MGRS.2013.2248301.
  19. Ouchi K. Recent trend and advance of synthetic aperture radar with selected topics // Remote Sensing. 2013. V. 5. No. 2. P. 716–807.
  20. Ponce O., Prats-Iraola P., Scheiber R., Reigber A., Moreira A. First Airborne Demonstration of Holographic SAR Tomography with Fully Polarimetric Multicircular Acquisitions at L-Band // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2016. V. 54. No. 10. P. 6170–6196. DOI: 10.1109/TGRS.2016.2582959.
  21. Richards M. A. Fundamentals of radar signal processing. N. Y.: McGrawHill, 2022. 513 p.
  22. Rosenqvist A., Shimada M., Ito N., Watanabe M. ALOS PALSAR: A Pathfinder Mission for Global-Scale Monitoring of the Environment // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2007. V. 45. No. 11. P. 3307–3316. DOI: 10.1109/TGRS.2007.901027.